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                  不同溫度和應變率下壓縮對 42CrMo 鋼不同延性斷裂標準的評價

                  目錄:行業新聞點擊率:發布時間:2021-09-18 13:37:42

                  42crmo是什么鋼材
                  延性損傷斷裂在金屬成形過程中很自然發生,應變軟化合金(此處為 42CrMo 鋼)的延性斷裂無法通過拉伸試驗等簡單程序進行評估。
                  在這種情況下,找到一種方法來評估延性斷裂準則(DFC)并確定損傷演化與變形條件之間的關系是非常重要和經濟的。在 Cockcroft-Latham 斷裂準則的指導下,一種涉及熱壓縮試驗、數值模擬和數學計算的創新方法為評估延性損傷累積過程和 DFC 圖以及變形條件提供了相互支持,Cockcroft 和萊瑟姆。結果表明,最大損傷值出現在鐓鍛鼓區,而最小值出現在中間區域。此外,42CrMo 鋼在 1123 溫度范圍內的 DFC
                  1348 K 和應變率 0.01 10 不是常數,而是在 0.160 0.226范圍內變化;因此,它們被定義為變化的延性斷裂標準 (VDFC),并以溫度和應變率的函數為特征。在大塊成型操作中,VDFC幫助技術人員選擇合適的工藝參數,避免斷裂的發生。

                  42CrMo(美國牌號:AISI 4140)是具有代表性的中碳低合金鋼之一。42CrMo高強度鋼由于其強度、韌性和耐磨性的良好平衡,被廣泛用于許多通用零件,包括汽車曲軸、撞錘、主軸、撬杠和齒圈。42CrMo 鋼含有鉻和鉬作為合金元素,可以在很寬的范圍內進行熱處理,以提供適當的硬度、強度和延展性的綜合優勢 。高強度鋼塑性成形過程中的一個重要問題是是否可以在材料不發生任何斷裂的情況下進行所需的變形。由于與大應變相關的微裂紋的發展或由于與材料行為和邊界條件相關的塑性不穩定性,在金屬成形過程中很自然地發生由延性損傷引起的斷裂。然而,在工業實踐中,設計師的經驗知識對產品的無斷裂質量至關重要,但這通常需要大量的努力和大量的時間。因此,迫切需要預測和預防斷裂,這是成型工藝和產品質量的主要特征。如果可以預測變形工件內部導致斷裂的條件,那么選擇合適的工藝參數條件和修改成型工藝以生產出質量可靠的產品可能是可行的,明顯節省時間和成本。

                  作為可成形性的重要指標,塑性成形過程中的塑性損傷可以描述為局部溫度、應變和應力狀態的函數。例如,可以使用有效應力模型計算產生的損傷,通過將柯西應力張量拆分為壓縮部分和拉伸部分來考慮裂紋閉合效應。因此,可以通過在有限元軟件中實現損傷模型來模擬工業過程中的材料損傷狀態。因此,損傷程度,即斷裂趨勢,可以表征為損傷值與延性斷裂準則(DFC)的比值。從歷史上看,韌性斷裂標準基于實驗工作,該工作利用與實際工業應用相關的變形過程 。然而,這樣的方法是耗時的并且很少導致未來缺陷問題的通用解決方案。到目前為止,Cockcroft-Latham 等斷裂準則適用于大塊金屬成形模擬中的韌性斷裂。通常臨界損傷值被認為是材料的常數,如屈服應力、應力極限。科克羅夫特和萊瑟姆還沒有闡明了臨界損壞數值是否依賴于溫度和應變速率。但在金屬成形過程中,不同區域和不同成形階段的變形條件變化很大,因此需要建立適用于各種變形條件的斷裂準則。

                  本研究的目的是研究 42CrMo板材 高強鋼損傷演化與變形參數之間的自然關系,然后根據變形參數構建延性斷裂準則直方圖。提出了損傷敏感率的創新概念,作為評估韌性斷裂標準的基本中間量。至于創新方法,熱壓縮模擬、有限元模擬和數學計算是必要的,這導致物理實驗和數值計算為確定變化的延性斷裂準則(VDFC)提供了相互支持。毫無疑問,基于VDFC,42CrMo高強鋼在各種成形過程中的斷裂位置和斷裂力矩可以準確、方便地預測。

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